CN107586103A - 一种保温易切割陶瓷砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料的陶瓷砖生产技术领域，具体涉及一种保温易切割陶瓷砖的制备方法。本发明中陶瓷砖加入了回收泡沫板材颗粒，泡沫板材颗粒中所含的EPS在陶瓷砖烧结过程中起到发泡效果。玉米芯中提炼出的木质磺酸钠能降低陶瓷砖的表面能，能避免污渍侵入微孔导致堵塞，从而达到保温的目的。本发明的主原料为赤泥，氧化铝在赤泥中以结晶纤维存在，经压制烧结后，结晶纤维在陶瓷砖中纵向取向，用切割机切割时，切割应力方向与结晶纤维取向方向相同，避免切割时破碎，泡沫板颗粒可膨胀性好，在切割时能够使刀具磨损程度也减小，从而达到陶瓷砖易于切割的目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料的陶瓷砖生产技术领域，具体涉及一种保温易切割陶瓷砖的制备方法。
背景技术
陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。
一般陶瓷墙砖为矩形，在铺贴时，在墙体拐角处会存在阳角。目前在处理阳角时有采用切割倒角的方法现场处理瓷砖，但由于陶瓷材料易碎且硬度较高难以切割，功效低且不易保证质量，因此在墙体阳角铺贴时一般直接用水泥、填缝胶等直接勾缝填充，这也就造成砖缝处易脏，从而影响整个装饰效果及整体美观。
对此，中国专利CN201972334U等公开了一种用于墙体阳角的瓷砖，该瓷砖具有两个相互垂直的瓷板，两个瓷板设为一体并在交汇处形成弧形过渡角。这种结构的瓷砖改善了墙体阳角铺贴时的装饰效果及整体美观，但是其涉及到两个平面的一体化工艺，制造难度较大，成本较高；瓷砖在贴合时，需同时考虑两面的位置，施工难度较大，不能同时兼顾使多个面紧密贴合；而且易于折断，不利于运输和存储。
中国专利CN201137261Y公开了一种适用于贴覆带有转角的墙面或台面的安全瓷砖，该瓷砖具有呈片状的本体和在本体边沿向本体侧面翻起的呈弧状的翻沿；中国专利CN202596067U公开了一种单边圆角瓷砖，它包括瓷砖主体，瓷砖主体的一条边缘处设置成圆角边，该圆角边与瓷砖主体一体成型，制造难度也较大，而且施工时需要与墙面或普通方形瓷砖进行匹配，费时费力，且难以保证施工精度。
陶瓷砖产品主要用于室内外装饰，为了使得装饰效果更好，常常搭配腰线一起进行装饰，但现有的陶瓷砖产品和搭配的腰线都是分开加工的，因不同批次的陶瓷砖产品颜色有差异，不同批次的腰线产品颜色也有差异，并且现有的腰线多为树脂型岗石材质，与陶瓷砖产品材质不同，所以产品主砖和腰线在终端需要铺贴在一起的时候，会产生色差和质感差异，装饰效果不自然、不和谐、不统一，而且铺贴时需要分色和分批对板，使得人工成本增加、施工难，还会带来客诉问题。
综合上文，陶瓷砖在带来防水、防腐、耐磨、寿命长、纹理突出、花型多等优点外，同时也带来诸多缺点，本发明在保留陶瓷砖本身的优点外，并同时解决陶瓷砖所存在的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对陶瓷砖保温性能较差，切割时陶瓷砖很脆易破碎的缺陷，提供了一种保温易切割陶瓷砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）从炼铝厂中取2～3kg赤泥，用3～5L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温，干燥后，将滤饼置于研钵研磨后，过筛得到赤泥粉末；
（2）将10～15根玉米芯用粉碎机粉碎，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入400～500mL氢氧化钠溶液和100～150mL硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温，蒸煮，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；
（3）向黑液中加入300～400mL硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，离心，离心分离，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400～500mL亚硫酸钠溶液，加热升温，保温反应后，继续加热升温，蒸发浓缩，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温，干燥，得到褐色粉末；
（4）将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎，得到泡沫板颗粒，取页岩用颚式破碎机破碎，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨，过筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取70～80份赤泥粉末、10～20份褐色粉末、10～12份泡沫板颗粒、30～40份页岩粉末置于高速分散机中，高速分散，得到预混原料；
（5）将预混原料放入模具中，再将磨具放入油压机中，设定油压压力，加热升温，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥，再将坯料置于高温窑中，加热升温升温，继续加热升温，保温焙烧后，得到保温易切割陶瓷砖。
步骤（1）所述的烘箱加热升温后温度为100～110℃，干燥时间为3～4h，研磨时间为3～4h，所过筛规格为80目。
步骤（2）所述的粉碎时间为3～4h，氢氧化钠溶液的质量分数为16%，硫化钠溶液的质量分数为25%，水浴加热升温后温度为90～100℃，蒸煮时间为2～3h。
步骤（3）所述的硫酸的质量分数为60%，离心机的转速为3000～3500r/min，离心分离时间为10～12min，亚硫酸钠溶液质量分数为40%，加热升温后温度为至70～80℃，保温反应时间为1.0～1.5h，继续加热升温后温度为100～110℃，蒸发浓缩2～3h，烘箱加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为3～5h。
步骤（4）所述的粉碎时间为30～45min，破碎时间为2～3h，球磨时间为3～4h，所过筛的规格为100目，高速分散机转速为2000～3000r/min，高速分散时间为13～15min。
步骤（5）所述的尺寸为250mm×95mm，设定压力为3～5MPa，加热升温后温度为150～170℃，室外曝晒干燥时间为3～5天，第一次加热升温速率为3～5℃/min，第一次升温后温度为500～550℃，第二次升温后温度为900～1000℃，保温焙烧时间为1～2h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中陶瓷砖加入了回收泡沫板材颗粒，泡沫板材颗粒中含EPS，EPS在陶瓷砖烧结过程中起到发泡效果，能使陶瓷砖的微孔直径稍微增大，微孔分布更均匀，孔隙率也得到提高，玉米芯中提炼出的木质磺酸钠能降低陶瓷砖的表面能，使陶瓷砖表面的微孔不易被污渍覆盖，避免污渍侵入微孔导致堵塞，降低孔隙率，而孔隙率越高，陶瓷砖的导热能力就越差，从而达到保温的目的；
（2）本发明的主原料为赤泥，赤泥中含有氧化铝、氧化钙等金属氧化物，氧化铝在赤泥中以结晶纤维存在，经压制烧结后，结晶纤维在陶瓷砖中纵向取向，用切割机切割时，切割应力方向与结晶纤维取向方向相同，避免切割时陶瓷砖的瞬间内应力过大，使结构被破坏导致陶瓷砖破碎，泡沫板颗粒可膨胀性较好，在切割时能够减弱切割对陶瓷砖切面两边的应力，使刀具磨损程度也减小，从而达到陶瓷砖易于切割的目的。
具体实施方式
从炼铝厂中取2～3kg赤泥，用3～5L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温至100～110℃，干燥3～4h后，将滤饼置于研钵研磨3～4h后，过80目筛得到赤泥粉末；将10～15根玉米芯用粉碎机粉碎3～4h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入400～500mL质量分数为16%的氢氧化钠溶液和100～150mL质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至90～100℃，蒸煮2～3h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入300～400mL质量分数为60%的硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3000～3500r/min的转速离心，离心分离10～12min，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400～500mL质量分数为40%的亚硫酸钠溶液，加热升温至70～80℃，保温反应1.0～1.5h后，继续加热升温至100～110℃，蒸发浓缩2～3h，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥3～5h，得到褐色粉末；将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎30～45min，得到泡沫板颗粒，取页岩，用颚式破碎机破碎2～3h，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨3～4h，过100目筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取70～80份赤泥粉末、10～20份褐色粉末、10～12份泡沫板颗粒、30～40份页岩粉末置于高速分散机中，以2000～3000r/min的转速高速分散13～15min，得到预混原料；将预混原料放入尺寸为250mm×95mm的模具中，再将模具移入油压机，设定油压压力3～5MPa，加热升温至150～170℃，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥3～5天，再将坯料置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温升温至500～550℃，继续加热升温至900～1000℃，保温焙烧1～2h后，得到保温易切割陶瓷砖。
实例1
从炼铝厂中取2kg赤泥，用3L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温至100℃，干燥3h后，将滤饼置于研钵研磨3h后，过80目筛得到赤泥粉末；将10根玉米芯用粉碎机粉碎3h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入400mL质量分数为16%的氢氧化钠溶液和100mL质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至90℃，蒸煮2h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入300mL质量分数为60%的硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3000r/min的转速离心，离心分离10min，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400mL质量分数为40%的亚硫酸钠溶液，加热升温至70℃，保温反应1.0h后，继续加热升温至100℃，蒸发浓缩2h，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温至90℃，干燥3h，得到褐色粉末；将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎30min，得到泡沫板颗粒，取页岩，用颚式破碎机破碎2h，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨3h，过100目筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取70份赤泥粉末、10份褐色粉末、10份泡沫板颗粒、30份页岩粉末置于高速分散机中，以2000r/min的转速高速分散13min，得到预混原料；将预混原料放入尺寸为250mm×95mm的模具中，再将模具移入油压机，设定油压压力3MPa，加热升温至150℃，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥3天，再将坯料置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温升温至500℃，继续加热升温至900℃，保温焙烧1h后，得到保温易切割陶瓷砖。
实例2
从炼铝厂中取2kg赤泥，用4L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温至105℃，干燥3.5h后，将滤饼置于研钵研磨3.5h后，过80目筛得到赤泥粉末；将12根玉米芯用粉碎机粉碎3.5h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入450mL质量分数为16%的氢氧化钠溶液和125mL质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至95℃，蒸煮2.5h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入350mL质量分数为60%的硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3250r/min的转速离心，离心分离11min，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入450mL质量分数为40%的亚硫酸钠溶液，加热升温至75℃，保温反应1.3h后，继续加热升温至105℃，蒸发浓缩2.5h，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温至95℃，干燥4h，得到褐色粉末；将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎37min，得到泡沫板颗粒，取页岩，用颚式破碎机破碎2.5h，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨3.5h，过100目筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取75份赤泥粉末、15份褐色粉末、11份泡沫板颗粒、35份页岩粉末置于高速分散机中，以2500r/min的转速高速分散14min，得到预混原料；将预混原料放入尺寸为250mm×95mm的模具中，再将模具移入油压机，设定油压压力4MPa，加热升温至160℃，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥4天，再将坯料置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温升温至525℃，继续加热升温至950℃，保温焙烧1.5h后，得到保温易切割陶瓷砖。
实例3
从炼铝厂中取3kg赤泥，用5L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温至110℃，干燥4h后，将滤饼置于研钵研磨4h后，过80目筛得到赤泥粉末；将15根玉米芯用粉碎机粉碎4h，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入500mL质量分数为16%的氢氧化钠溶液和150mL质量分数为25%的硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温至100℃，蒸煮3h，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；向黑液中加入400mL质量分数为60%的硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，以3500r/min的转速离心，离心分离12min，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入500mL质量分数为40%的亚硫酸钠溶液，加热升温至80℃，保温反应1.5h后，继续加热升温至110℃，蒸发浓缩3h，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温至100℃，干燥5h，得到褐色粉末；将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎45min，得到泡沫板颗粒，取页岩，用颚式破碎机破碎3h，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨4h，过100目筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取80份赤泥粉末、20份褐色粉末、12份泡沫板颗粒、40份页岩粉末置于高速分散机中，以3000r/min的转速高速分散15min，得到预混原料；将预混原料放入尺寸为250mm×95mm的模具中，再将模具移入油压机，设定油压压力5MPa，加热升温至170℃，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥5天，再将坯料置于高温窑中，以3℃/min的升温速率加热升温升温至550℃，继续加热升温至1000℃，保温焙烧2h后，得到保温易切割陶瓷砖。
对比例 以安徽省合肥市某公司生产的陶瓷砖作为对比例 对本发明制得的保温且易切割陶瓷砖和对比例中的陶瓷砖进行检测，检测结果如表1所示： 1、测试方法
测试项目参照GB/T4100-2015《陶瓷砖》新国标的规定进行检测。
表1
| 测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对比例 |
| 破坏强度（N） | 2523 | 2534 | 2563 | 2308 |
| 断裂模数（MPa） | 60 | 63 | 67 | 49 |
| 气孔率（%） | 83.1 | 83.8 | 84.3 | 75.4 |
| 热导率（W/m·℃） | 0.066 | 0.062 | 0.057 | 0.073 |
实验前准备好实例1制得的50cm×50cm×1.5cm试块20块，标记为A1、A2、A3…A20；实例2制得的50cm×50cm×1.5cm试块20块，标记为B1、B2、B3…B20；实例3制得的50cm×50cm×1.5cm试块20块，标记为C1、C2、C3…C20；对比例制得的50cm×50cm×1.5cm试块20块，标记为D1、D2、D3…D20。
本试验选用一台电动切割机，实验前对电动切割机进行检查，检查结束后，对80块试块进行一一切割，试块切割后的情况见表2。
| 切割后情况 | |
| A1—A20 | 切边光洁，无破损 |
| B1—B20 | 切边光洁，无破损 |
| C1—C20 | 切边光洁，无破损 |
| D1—D20 | D5、D9、D11、D18、D20切边有锯齿；D6切割过程中破损；其余完好 |
根据表1中数据可知，本发明制得的陶瓷砖的耐破坏强度高、保温性能好，易切割且切割后的陶瓷砖完整度高，具有广阔的使用前景。
Claims (6)
1.一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）从炼铝厂中取2～3kg赤泥，用3～5L去离子水对赤泥进行淘洗，用铁丝网过滤弃去大块杂质，得到赤泥悬浮液，将赤泥悬浮液放入布氏漏斗进行抽滤，得到滤饼，将滤饼放入烘箱中，加热升温，干燥后，将滤饼置于研钵研磨后，过筛得到赤泥粉末；
（2）将10～15根玉米芯用粉碎机粉碎，得到玉米芯渣，在塑料盆中向玉米芯渣中加入400～500mL氢氧化钠溶液和100～150mL硫化钠溶液，对烧杯进行水浴加热，升温，蒸煮，待冷却至室温得到浆液，用滤纸过滤去除滤渣得到黑液；
（3）向黑液中加入300～400mL硫酸溶液，搅拌得到悬浮液，将悬浮液置于离心机中，离心，离心分离，去除上清液得到下层沉淀即粗木素，将粗木素置于烧杯中，向烧杯中加入400～500mL亚硫酸钠溶液，加热升温，保温反应后，继续加热升温，蒸发浓缩，得到湿产品，将湿产品放入烘箱中，加热升温，干燥，得到褐色粉末；
（4）将回收的EPS泡沫板用粉碎机粉碎，得到泡沫板颗粒，取页岩用颚式破碎机破碎，得到页岩颗粒，将页岩颗粒置于球磨机中球磨，过筛得到页岩粉末；按总量份数计，称取70～80份赤泥粉末、10～20份褐色粉末、10～12份泡沫板颗粒、30～40份页岩粉末置于高速分散机中，高速分散，得到预混原料；
（5）将预混原料放入模具中，再将磨具放入油压机中，设定油压压力，加热升温，压制成型，得到坯料，将坯料放在室外曝晒干燥，再将坯料置于高温窑中，加热升温升温，继续加热升温，保温焙烧后，得到保温易切割陶瓷砖。
2.根据权利要求1所述的一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的烘箱加热升温后温度为100～110℃，干燥时间为3～4h，研磨时间为3～4h，所过筛规格为80目。
3.根据权利要求1所述的一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的粉碎时间为3～4h，氢氧化钠溶液的质量分数为16%，硫化钠溶液的质量分数为25%，水浴加热升温后温度为90～100℃，蒸煮时间为2～3h。
4.根据权利要求1所述的一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的硫酸的质量分数为60%，离心机的转速为3000～3500r/min，离心分离时间为10～12min，亚硫酸钠溶液质量分数为40%，加热升温后温度为至70～80℃，保温反应时间为1.0～1.5h，继续加热升温后温度为100～110℃，蒸发浓缩2～3h，烘箱加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为3～5h。
5.根据权利要求1所述的一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的粉碎时间为30～45min，破碎时间为2～3h，球磨时间为3～4h，所过筛的规格为100目，高速分散机转速为2000～3000r/min，高速分散时间为13～15min。
6.根据权利要求1所述的一种保温易切割陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的尺寸为250mm×95mm，设定压力为3～5MPa，加热升温后温度为150～170℃，室外曝晒干燥时间为3～5天，第一次加热升温速率为3～5℃/min，第一次升温后温度为500～550℃，第二次升温后温度为900～1000℃，保温焙烧时间为1～2h。
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